Воробей В.В., Маркин В.Б. Основы технологии и проектирования корпусов ракетных двигателей

Подождите немного. Документ загружается.

Îòìåòèì, ÷òî ôîðìàëüíîå èñïîëüçîâàíèå ñîîòíîøåíèÿ (5.12)

äëÿ îïðåäåëåíèÿ òîëùèíû îáîëî÷êè â çîíå ïîëþñíûõ îòâåðñòèé

(ïðè

j →

90°) ïðèâîäèò ê ïîëó÷åíèþ áåñêîíå÷íî áîëüøîé âåëè÷è

íû. Ïðè÷èíîé ýòîãî ÿâëÿåòñÿ íåó÷åò ôîðìóëîé (5.12) òîãî îáñòîÿ

òåëüñòâà, ÷òî íàìîòêà îñóùåñòâëÿåòñÿ ëåíòîé êîíå÷íîé øèðèíû.

Ïîýòîìó òåîðåòè÷åñêèé ðåçóëüòàò

h →∞

ïðè

j →

90° íà ïðàêòèêå íå

ðåàëèçóåòñÿ è ôîðìóëó (5.12) ìîæíî ñ÷èòàòü ñïðàâåäëèâîé ïðè óäà

ëåíèè îò êðàÿ ïîëþñíîãî îòâåðñòèÿ íà ðàññòîÿíèå, ïðåâûøàþùåå

øèðèíó ëåíòû [9].

Ñ ó÷eòîì (5.12) ñîîòíîøåíèÿ (5.11) ìîãóò áûòü ïåðåïèñàíû â

âèäå

=ϕ

scos ,

= tg j

. (5.13)

Íåïîñðåäñòâåííî èç (2.13) ñëåäóåò

=ϕtg .

(5.14)

Ìûñëåííî ðàññå÷eì äíèùå ïëîñêîñòüþ, ïåðïåíäèêóëÿðíîé îñè

âðàùåíèÿ. Óñëîâèå ðàâíîâåñèÿ îòñå÷eííîé ÷àñòè ôîðìóëèðóåòñÿ

ñëåäóþùèì îáðàçîì:

qq p

−

, (5.15)

ãäå q—îñåâîå ïîãîííîå óñèëèå; q

— ïîãîííîå îñåâîå óñèëèå, äåéñò-

âóþùåå íà êîíòóðå ïîëþñíîãî îòâåðñòèÿ (cì. ðèñ. 5.2). Ýòî îñåâîå

óñèëèå óðàâíîâåøèâàåòñÿ íàïðÿæåíèÿìè â àðìèðóþùèõ íèòÿõ

=ϕ= ϕ

cos sin cos

. (5.16)

Ðàññìàòðèâàÿ âòîðîå óðàâíåíèå ðàâíîâåñèÿ (5.8), óðàâíåíèÿ

(5.14) è (5.16), íåòðóäíî ïîëó÷èòü ñëåäóþùåå ñîîòíîøåíèå:

−=−ϕ

−

, (5.17)

çäåñü

=−

— ïàðàìåòð, îïðåäåëÿåìûé ñèëîâûìè ãðàíè÷

íûìè óñëîâèÿìè ïî êîíòóðó ïîëþñíîãî îòâåðñòèÿ. Äëÿ äíèù, çàìê

íóòûõ â âåðøèíå èëè çàêðûòûõ êðûøêîé,

è t

= 0, äëÿ ñâî

áîäíîãî îò íàãðóçêè êîíòóðà t

[8].

Ñîîòíîøåíèå (5.17) íàçûâàåòñÿ óñëîâèåì ñóùåñòâîâàíèÿ îáîëî÷

êè âðàùåíèÿ, îáðàçîâàííîé ñèñòåìîé ãèáêèõ íèòåé [7]. Ïðè íåâû

Ïðîåêòèðîâàíèå è ðàñ÷åò ñèëîâîé îáîëî÷êè êîðïóñà 91

ïîëíåíèè ýòîãî óñëîâèÿ îáîëî÷êà ïðåâðàùàåòñÿ â ìåõàíèçì, ò.å. íå

âîñïðèíèìàåò âíåøíåé íàãðóçêè â ðàìêàõ ãèïîòåç íèòÿíîé ñèñòåìû.

Âûðàæàÿ ñëàãàåìîå â ïðàâîé ÷àñòè óðàâíåíèÿ (5.17) ÷åðåç ôóíê

öèþ Êëåðî, çàïèøåì óðàâíåíèå ïðîôèëÿ îáðàçóþùåé äíèùà:

rt r

−=

−−

(5.18)

Èñïîëüçóÿ âûðàæåíèå äëÿ òàíãåíñà óãëà ãåîäåçè÷åñêîãî îòêëî

íåíèÿ (5.4) è ñîîòíîøåíèå (5.18), çàïèøåì ðàçðåøàþùåå óðàâíåíèå

òðàåêòîðèè íàìîòêè îòíîñèòåëüíî ôóíêöèè Êëåðî:

′

=−

−

xq2

()

(5.19)

Îòìåòèì, ÷òî â ñëó÷àå

tgq = 0

óðàâíåíèå (5.19) ïðåâðàùàåòñÿ â

óðàâíåíèå ãåîäåçè÷åñêîé òðàåêòîðèè.

Çàäà÷à î íàõîæäåíèè îïòèìàëüíîé òðàåêòîðèè íàìîòêè è ôîð-

ìû ðàâíîâåñíîãî äíèùà ðåøåíà â ðàáîòå [8] ìåòîäàìè âàðèàöèîííî-

ãî èñ÷èñëåíèÿ. Ïîëíàÿ ðàçðåøàþùàÿ ñèñòåìà óðàâíåíèé äëÿ îïðå-

äåëåíèÿ ïðîôèëÿ îïòèìàëüíîãî äíèùà è îïòèìàëüíîé òðàåêòîðèè

àðìèðóþùåé íèòè èìååò cëåäóþùèé âèä:

121

=−

′

−

′

−

()

(

−

′

−

′







)







(5.20)

Çäåñü

, S — êðèâîëèíåéíûå êîîðäèíàòû òðàåêòîðèè íàìîòêè

(cì. ðèñ. 5.2), èñïîëüçóåìûå äëÿ óäîáñòâà åå ïðàêòè÷åñêîé ðåàëèçà

öèè [8].

Ãðàíè÷íûå óñëîâèÿ äëÿ ðåøåíèÿ ðàçðåøàþùåé ñèñòåìû (5.20)

âûãëÿäÿò ñëåäóþùèì îáðàçîì:

rrRr

′

== =

;; ;

Çäåñü R — ðàäèóñ ýêâàòîðà.

92 Ãëàâà 5

Ñèñòåìà óðàâíåíèé (5.20) íå ìîæåò áûòü ïðîèíòåãðèðîâàíà â

êâàäðàòóðàõ, âñëåäñòâèå ÷åãî äëÿ åe ðåøåíèÿ èñïîëüçóþòñÿ ÷èñëåí

íûå ìåòîäû.

5.2. Ìåòîäèêà ðàñ÷eòà ïðî÷íîñòè

è æeñòêîñòè ñèëîâîé îáîëî÷êè êîðïóñà

Ïðîåêòíûå òîëùèíû ñèëîâîé îáîëî÷êè îïðåäåëÿþòñÿ ïî ôîð

ìóëàì, âûòåêàþùèì èç îñíîâíûõ òåîðåòè÷åñêèõ ïîëîæåíèé ïðåäû

äóùåãî ðàçäåëà.

Òîëùèíà ñïèðàëüíûõ ñëîåâ íà ýêâàòîðå äíèùà ðàññ÷èòûâàåòñÿ

ïî ôîðìóëå

pa r qr

ñïà

cos

−+

()

2 s

(5.21)

ãäå à — ýêâàòîðèàëüíûé ðàäèóñ äíèùà; ð — âåëè÷èíà âíóòðåííåãî

äàâëåíèÿ; q

— îñåâîå ïîãîííîå óñèëèå, ðàñïðåäåëeííîå ïî êîíòóðó

ïîëþñíîãî îòâåðñòèÿ; r

— ðàäèóñ ïîëþñíîãî îòâåðñòèÿ;

— äîïóñ-

êàåìîå íàïðÿæåíèå ïðè ðàñòÿæåíèè íèòè;

— óãîë àðìèðîâàíèÿ

íà ýêâàòîðå äíèùà.

Ïðè çàêðûòîì ïîëþñíîì îòâåðñòèè ïðèíèìàåòñÿ q

= 0,5ðr

ïðè îòêðûòîì q

=0.

Òîëùèíà êîëüöåâûõ ñëîåâ íà öèëèíäðè÷åñêîé ÷àñòè êîðïóñà

ðàññ÷èòûâàåòñÿ ïî ôîðìóëå

−ϕ()

(5.22)

Èç òîëùèíû ýëåìåíòàðíîãî ìîíîñëîÿ h

îïðåäåëÿþòñÿ êîëè÷å

ñòâà ñïèðàëüíûõ è êîëüöåâûõ ñëîåâ n

ñï

è n

å å

ñï

ñïà

==, .

(5.23)

Êîãäà ïîëó÷åííûå âåëè÷èíû n

ñï

è n

íå ÿâëÿþòñÿ öåëûìè, èõ

ñëåäóåò îêðóãëèòü â ñòîðîíó âîçðàñòàíèÿ. Ïðè ýòîì êîëè÷åñòâî ñïè

ðàëüíûõ ñëîåâ äîëæíî áûòü ÷åòíûì. Îïðåäåëÿþòñÿ ôàêòè÷åñêèå

òîëùèíû ñïèðàëüíûõ ñëîåâ íà ýêâàòîðå äíèùà è êîëüöåâûõ ñëîåâ íà

öèëèíäðè÷åñêîé ÷àñòè êîðïóñà:

hnh

eñïà

cï

= , hnh

eê

= .

Ïîñëå çàâåðøåíèÿ ïðîåêòèðîâî÷íûõ ðàñ÷eòîâ äîëæåí áûòü âû

ïîëíåí ïðîâåðî÷íûé ðàñ÷eò íàïðÿæåíèé äëÿ âûáðàííûõ ôàêòè÷å

Ïðîåêòèðîâàíèå è ðàñ÷åò ñèëîâîé îáîëî÷êè êîðïóñà 93

ñêèõ òîëùèí. Íàïðÿæåíèå â ñïèðàëüíîì ñëîå â ïðîèçâîëüíîé òî÷êå

ìåðèäèàíà äíèùà îïðåäåëÿeòñÿ ïî ôîðìóëå

ñï

cos

, (5.24)

ãäå h

ñï

— òîëùèíà ñïèðàëüíîãî ñëîÿ â òåêóùåì ñå÷åíèè. Êàê óæå îò

ìå÷àëîñü, ýòà âåëè÷èíà ÿâëÿåòñÿ ïåðåìåííîé è îïðåäåëÿåòñÿ èç óñ

ëîâèÿ íåïðåðûâíîñòè íàìîòêè ôîðìóëîé (5.12), òàê êàê âåëè÷èíà

ÿâëÿåòñÿ ïîñòîÿííîé äëÿ âñåõ ñå÷åíèé, åå ìîæíî âûðàçèòü ÷åðåç òîë

ùèíó îáîëî÷êè íà ýêâàòîðå, ò.å. ñîãëàñíî ðàâåíñòâó (5.12) èìååì

nf ah

=ϕ2p

ñïà

cos .

(5.25)

Ñ ó÷åòîì (5.25) ôîðìóëà äëÿ îïðåäåëåíèÿ òîëùèíû îáîëî÷êè â

òåêóùåì ñå÷åíèè äíèùà ìîæåò áûòü çàïèñàíà â âèäå

hr h

() .=

ñïà

cos

(5.26)

Íàïðÿæåíèÿ â êîëüöåâûõ ñëîÿõ ìàòåðèàëà íà öèëèíäðè÷åñêîé

÷àñòè îáîëî÷êè êîðïóñà îïðåäåëÿþòñÿ ïî ôîðìóëå

ñï ñïà

sin

−ϕpa h

(5.27)

Â ðàìêàõ æåñòêîñòíîãî ðàñ÷åòà îïðåäåëÿþòñÿ äåôîðìàöèè è ïå

ðåìåùåíèÿ öèëèíäðè÷åñêîé ÷àñòè áàëëîíà, äåôîðìàòèâíîñòü êîòî

ðîé ñóùåñòâåííî ïðåâîñõîäèò äåôîðìàòèâíîñòü äíèù. Âíà÷àëå âû

÷èñëÿþòñÿ æåñòêîñòè öèëèíäðè÷åñêîé ÷àñòè ïî ôîðìóëàì

BEh

=ϕ

=ϕϕ

ñïà

cos

cos sin

sin

aê

ô4

ϕ+Eh .

(5.28)

Îñåâàÿ è îêðóæíàÿ îòíîñèòåëüíûå äåôîðìàöèè öèëèíäðè÷å

ñêîé ÷àñòè

îïðåäåëÿþòñÿ ïî ôîðìóëàì

22 12

11 22 12

11 12

11 22

−

BB B

(5.29)

94 Ãëàâà 5

Ìàêñèìàëüíîå ðàäèàëüíîå ïåðåìåùåíèå áàëëîíà w è îñåâîå óä

ëèíåíèå è åãî öèëèíäðè÷åñêîé ÷àñòè äëèíîé l îïðåäåëÿþòñÿ ïî ôîð

ìóëàì

wa= e

, ul= e

(5.30)

5.3. Pàñ÷eòû è îáðàáîòêà èõ ðåçóëüòàòîâ

Èñõîäíûå äàííûå äëÿ ïðîåêòèðîâàíèÿ è ðàñ÷åòîâ. Ñîãëàñíî èñ

õîäíûì äàííûì, ìàêñèìàëüíîå ýêñïëóàòàöèîííîå äàâëåíèå â áàëëî

íå 5,6 ÌÏà. Èñõîäÿ èç ñîîáðàæåíèÿ íàäåæíîñòè, ðàñ÷åòíîå äàâëå

íèå ïðèíÿòî ðàâíûì 9,0 ÌÏà. Ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòè

êè ìàòåðèàëà áàëëîíà (îäíîíàïðàâëåííîãî îðãàíîýïîêñèêîìïîçèòà)

ñëåäóþùèå:

— ìîäóëü óïðóãîñòè â íàïðàâëåíèè àðìèðîâàíèÿ Å = 86,5 ÃÏà;

— ðàçðóøàþùåå íàïðÿæåíèå ïðè ðàñòÿæåíèè â íàïðàâëåíèè àð-

ìèðîâàíèÿ,

= 1800 ÌÏà.

Ïðîôèëèðîâàíèå äíèù è îïðåäåëåíèå óãëîâ àðìèðîâàíèÿ ñïèðàëüíûõ

ñëîåâ. Ïðè âû÷èñëåíèè êîîðäèíàò ïðîôèëÿ è óãëîâ àðìèðîâàíèÿ íè-

òåé èñïîëüçîâàíû òàêèå èñõîäíûå äàííûå: à = 684 ìì — ðàäèóñ öè-

ëèíäðè÷åñêîé ÷àñòè îáîëî÷êè; r

= 178 ìì — ðàäèóñ ïîëþñíîãî îò-

âåðñòèÿ ïåðåäíåãî äíèùà; r

= 463 ìì — ðàäèóñ ïîëþñíîãî îòâåð-

ñòèÿ çàäíåãî äíèùà.

Ïðåäïîëàãàÿ, ÷òî äíèùà áàëëîíà ìîãóò áûòü âûïîëíåíû ãåîäå-

çè÷åñêîé íàìîòêîé, îïðåäåëèì óãëû àðìèðîâàíèÿ íà èõ ýêâàòîðàõ.

Èñõîäÿ èç ñîîòíîøåíèÿ Êëåðî â ôîðìóëå (5.2), èìååì

ϕ= = =

178

684

arcsin arcsin

15,1°,

ϕ= = =

463

684

arcsin arcsin

42,6°.

Ðàñ÷åòû, ïðîâåäåííûå ïî ïðîãðàììå, ðåàëèçóþùåé îïèñàííóþ â

ðàçä. 5.1 ìåòîäèêó, ïîêàçàëè, ÷òî åäèíñòâåííî âîçìîæíîé òðàåêòîðè

åé íàìîòêè ÿâëÿåòñÿ ëèíèÿ ïîñòîÿííîãî îòêëîíåíèÿ ïî âñåé äëèíå

áàëëîíà. Ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòîâ â âèäå êîîðäèíàò òî÷åê îáðàçóþùåé è

óãëîâ àðìèðîâàíèÿ äëÿ îáîèõ äíèù ïðèâåäåíû â òàáë. 5.1 è 5.2. Îñå

âàÿ êîîðäèíàòà z îòñ÷èòûâàåòñÿ îò ýêâàòîðèàëüíîé ïëîñêîñòè äíèùà

â íàïðàâëåíèè ïîëþñíîãî îòâåðñòèÿ.

ìì==

⋅−0 9 684 2 27 6

360

295

,( ,)

Ïðîåêòèðîâàíèå è ðàñ÷åò ñèëîâîé îáîëî÷êè êîðïóñà 95

Ïî ôîðìóëå (5.23) âû÷èñëÿåì ÷èñëî êîëüöåâûõ ìîíîñëîåâ íà

öèëèíäðè÷åñêîé ÷àñòè âáëèçè ýêâàòîðà ïåðåäíåãî äíèùà:

295

Ïîëó÷åííîå çíà÷åíèå îêðóãëÿåì äî áëèæàéøåãî öåëîãî ÷èñëà,

ïîëó÷àÿ â ðåçóëüòàòå

= 10.

Àíàëîãè÷íûå âûêëàäêè ïðîâîäÿòñÿ äëÿ çàäíåãî äíèùà ñ òîé ðàç

íèöåé, ÷òî ôîðìóëà (5.21) ïðèìåíÿåòñÿ äëÿ îòêðûòîãî ïîëþñíîãî îò

âåðñòèÿ, à òîëùèíà ýëåìåíòàðíîãî ìîíîñëîÿ, îðèåíòèðîâàííîãî ïîä

96 Ãëàâà 5

Òàáëèöà 5.1

Êîîðäèíàòû òî÷åê ïðîôèëÿ ïåðåäíåãî äíèùà è óãëû àðìèðîâàíèÿ

z, ìì 0 10,46 20,90 31,33 41,74 52,12 62,45 72,73 82,96 93,12

r, ìì 684,0 683,9 683,4 682,8 681,8 680,6 679,0 677,2 675,1 672,8

27,56 27,26 26,98 26,70 26,44 26,18 25,94 25,71 25,48 25,27

z, ìì 103,2 113,2 123,1 133,0 142,7 152,3 161,8 171,2 180,4 189,5

r, ìì 670,2 667,3 664,2 660,8 657,1 653,2 649,1 644,7 640,1 635,2

° 25,08 24,89 24,71 24,54 24,39 24,24 24,11 23,98 23,87 23,78

z, ìì 198,5 207,3 216,0 224,5 232,8 241,0 249,1 256,9 264,6 272,1

r, ìì 630,1 624,8 619,3 613,6 607,7 601,6 595,3 588,8 582,2 575,4

23,69 23,61 23,55 23,49 23,46 23,43 23,41 23,41 23,42 23,45

z, ìì 279,5 286,6 293,6 300,4 307,0 313,4 319,7 325,8 331,7 337,4

r, ìì 568,4 561,3 554,0 546,6 539,1 531,4 523,6 515,7 507,7 499,6

23,49 23,54 23,61 23,70 23,80 23,92 24,05 24,20 24,37 24,56

z, ìì 342,9 348,3 353,5 358,5 363,4 368,0 372,6 376,9 381,1 385,2

r, ìì 491,4 483,1 474,8 466,3 457,8 449,2 440,5 431,8 423,0 414,1

24,77 25,00 25,25 25,52 25,82 26,14 26,48 26,86 27,27 27,71

z, ìì 389,0 392,8 396,4 399,8 403, 2 406,4 409,4 412,3 415,1 417,8

r, ìì 405,2 396,3 387,3 378,3 369,2 360,0 350,9 341,7 332,4 323,1

28,18 28,69 29,24 29,83 30,46 31,15 31,89 32,70 33,57 34,51

z, ìì 420,4 422,9 425,2 427,5 429,7 431,8 433,8 435,7 437,6 439,4

r, ìì 313,8 304,4 295,0 285,5 276,0 266,4 256,8 247,2 237,4 227,6

35,54 36,66 37,90 39,25 40,75 42,41 44,27 46,37 48,78 51,56

z, ìì 441,2 441,4 441,7 442,0 442,2 442,5 442,7 442,9 443,2 443,4

r, ìì 218,l 216,6 215,0 213,5 211,9 210,4 208,8 207,3 205,7 204,2

54,71 55,29 55,89 56,50 57,14 57,79 58,47 59,17 59,90 60,65

z, ìì 443,6 443,8 444,0 444,1 444,3 444,5 444,6 444,8 444,9 445,0

r, ìì 202,7 201,1 199,6 198,0 196,5 194,9 193,4 191,9 190,3 188,8

61,43 62,25 63,10 63,99 64,93 65,92 66,96 68,06 69,25 70,52

z, ìì 445,1 445,3 445,3 445,4 445,5 445,6 445,6

r, ìì 187,2 185,7 184,1 182,6 181,0 179,5 178,0

71,90 73,41 75,10 77,04 79,37 82,42 88,38

óãëîì 34,9° ê ìåðèäèàíó, ïåðåñ÷èòàíà ïî ôîðìóëå (5.26) è ñîñòàâëÿåò

= 0,325 ìì. Â èòîãå èìååì

ñï

=6, n

=9.

Èñõîäÿ èç íåïðåðûâíîñòè íàìîòêè, êîëè÷åñòâî ñëîåâ íà îáîèõ

äíèùàõ äîëæíî áûòü îäèíàêîâûì. Èç ïîëó÷åííûõ âåëè÷èí âûáèðà

þòñÿ íàèáîëüøèå, ñîîòâåòñòâóþùèå ïåðåäíåìó äíèùó. Ôàêòè÷åñêèå

òîëùèíû ñïèðàëüíûõ ñëîåâ íà ýêâàòîðàõ äíèù ñîñòàâëÿþò:

— äëÿ ïåðåäíåãî äíèùà

ñïà

=8× 0,3 = 2,4 ìì;

— äëÿ çàäíåãî äíèùà

ñïà

=8× 0,325 = 2,6 ìì.

Ñóììàðíàÿ òîëùèíà êîëüöåâûõ ñëîåâ íà öèëèíäðè÷åñêîé ÷àñòè

ñèëîâîé îáîëî÷êè ðàâíà

=10×0,3=3ìì.

Ðàñïðåäåëåíèå òîëùèí äíèù âäîëü ìåðèäèàíà îòûñêèâàåòñÿ ñ

ïðèìåíåíèåì ôîðìóëû (5.26), à ïîâåðî÷íûé ðàñ÷åò äëÿ âûáðàííîãî

êîëè÷åñòâà ñëîåâ — ïî ôîðìóëàì (5.24), (5.27).

Ïðîåêòèðîâàíèå è ðàñ÷åò ñèëîâîé îáîëî÷êè êîðïóñà 97

Òàáëèöà 5.2

Êîîðäèíàòû òî÷åê ïðîôèëÿ çàäíåãî äíèùà è óãëû àðìèðîâàíèÿ

z, ìì 0,0 2,63 5,25 7,88 10,52 13,15 15,80 18,46 21,12 23,18

r, ìì 684,0 684,0 684,0 683,9 683,9 683,8 683,7 683,6 683,5 683,4

34,92 34,99 35,07 35,14 35,22 35,29 35,37 35,45 35,53 35,61

z, ìì 26,51 29,22 31,95 34,70 37,48 40,27 43,09 45,95 48,84 51,74

r, ìì 683,2 683,0 682,8 682,6 682,4 682,2 681,9 681,6 681,3 681,0

35,70 35,78 35,87 35,95 36,04 36,13 36,23 36,32 36,42 36,52

z, ìì 54,68 57,67 60,69 63,74 66,85 70,01 73,20 76,44 79,75 83,11

r, ìì 680,6 680,2 679,8 679,4 678,9 678,5 678,0 677,4 676,8 676,2

36,62 36,73 36,83 36,94 37,06 37,17 37,29 37,42 37,54 37,67

z, ìì 86,51 90,00 93,56 97,16 100,8 104,6 108,4 112,4 116,4 120,5

r, ìì 675,5 674,9 674,1 673,4 672,5 671,7 670,7 669,8 668,7 667,6

37,81 37,94 38,09 38,24 38,39 38,55 38,72 38,89 39,07 39,25

z, ìì 124,7 129,0 133,4 138,0 142,6 147,4 152,2 157,2 162,4 167,7

r, ìì 666,5 665,3 664,0 662,6 661,1 659,6 658,0 656,2 654,4 652,4

39,45 39,65 39,86 40,08 40,31 40,55 40,80 41,06 41,34 41,63

z, ìì 173,1 178,7 184,5 190,4 196,5 202,8 209,3 216,0 222,8 230,0

r, ìì 650,4 648,2 645,8 643,4 640,7 638,0 635,0 631,8 628,5 624,9

41,94 42,26 42,60 42,96 43,34 43,74 44,17 44,62 45,10 45,62

z, ìì 237,3 244,9 252,8 260,9 269,3 278,1 287,1 296,6 306,5 317,0

r, ìì 621,1 617,1 612,8 608,3 603,4 598,2 592,7 586,9 580,6 574,0

46,17 46,75 47,38 48,06 48,79 49,58 50,43 51,37 52,39 53,53

z, ìì 327,6 333,5 338,9 343,9 348,5 352,8 356,9 360,6 364,1 367,5

r, ìì 567,2 563,2 559,2 555,2 551,2 547,2 543,1 539,1 535,1 531,1

54,73 55,31 55,91 56,52 57,16 57,82 58,49 59,19 59,92 60,68

Íàïðÿæåíèÿ, äåéñòâóþùèå â êîëüöåâûõ ñëîÿõ, ðàâíû:

— â îêðåñòíîñòè ýêâàòîðà ïåðåäíåãî äíèùà — 1773 ÌÏà;

— â îêðåñòíîñòè çàäíåãî äíèùà — 1781 ÌÏà.

Ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòîâ íàïðÿæåíèé â îáîèõ äíèùàõ ïðèâåäåíû â

òàáë. 5.3 è 5.4. Ðàñïðåäåëåíèå íàïðÿæåíèé ïî ìåðèäèàíó êîíñòðóê

öèè ïðèâåäåíû íà ðèñ. 5.3. Ïóíêòèðîì íà ãðàôèêå ïîêàçàíà îáðà

çóþùàÿ ñèëîâîé îáîëî÷êè êîðïóñà. Êðèâûå 1, 2 èçîáðàæàþò ðàñïðå

äåëåíèå íàïðÿæåíèé â ñïèðàëüíûõ ñëîÿõ êîíñòðóêöèè, à êðèâàÿ 3 —

â êîëüöåâûõ ñëîÿõ.

98 Ãëàâà 5

Òàáëèöà 5.3

Ðàñïðåäåëåíèå òîëùèíû ïåðåäíåãî äíèùà è äåéñòâóþùèõ â íåì íàïðÿæåíèé ïî îñè

âðàùåíèÿ

z, ìì 0 10,46 20,90 31,33 41,74 52,12 62,45 72,73 82,96 93,12

h, ìì 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4

, ÌÏà 1632 1627 1621 1614 1605 1596 1586 1574 1561 1548

z, ìì 103,2 113,2 123,1 133,0 142,7 152,3 161,8 171,2 180,4 189,5

h, ìì 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,5 2,5 2,5 2,5

, ÌÏà 1534 1518 1502 1484 1466 1447 1428 1406 1386 1363

z, ìì 198,5 207,3 216,0 224,5 232,8 241,0 249,1 256,9 264,6 272,1

h, ìì 2,5 2,5 2,6 2,6 2,6 2,6 2,7 2,7 2,7 2,8

, ÌÏà 1341 1317 1294 1269 1245 1220 1194 1168 1142 1116

z, ìì 279,5 286,6 293,6 300,4 307,0 313,4 319,7 325,8 331,7 337,4

h, ìì 2,8 2,8 2,9 2,9 3,0 3,0 3,0 3,1 3,1 3,2

, ÌÏà 1089 1063 1036 1009 982 955 928 902 875 849

z, ìì 342,9 348,3 353,5 358,5 363,4 368,0 372,6 376,9 381,1 385,2

h, ìì 3,3 3,3 3,4 3,5 3,5 3,6 3,7 3,8 3,9 4,0

, ÌÏà 823 796 771 745 720 695 670 646 622 599

z, ìì 389,0 392,8 396,4 399,8 403,2 406,4 409,4 412,3 415,1 417,8

h, ìì 4,1 4,2 4,3 4,4 4,6 4,7 4,9 5,1 5,3 5,5

, ÌÏà 576 554 532 510 489 468 448 429 410 392

z, ìì 420,4 422,9 425,2 427,5 429,7 431,8 433,8 435,7 437,6 439,4

h, ìì 5,7 6,0 6,3 6,6 7,0 7,4 7,9 8,5 9,3 10,3

, ÌÏà 374 357 341 326 311 297 285 274 265 258

z, ìì 441,2 441,4 441,7 442,0 442,2 442,5 442,7 442,9 443,2 443,4

h, ìì 11,6 11,8 12,1 12,4 12,7 13,0 13,3 13,7 14,1 14,5

, ÌÏà 255 255 255 255 256 257 258 259 261 263

z, ìì 443,6 443,8 444,0 444,1 444,3 444,5 444,6 444,8 444,9 445,0

h, ìì 15,0 15,5 16,1 16,8 17,5 18,3 19,2 20,3 21,6 23,1

, ÌÏà 266 269 272 276 282 288 296 305 316 331

z, ìì 445,1 445,3 445,3 445,4 445,5 445,6 445,6

h, ìì 25,0 27,5 30,7 35,6 43,6 61,4

, ÌÏà 349 373 408 460 550 756

Ïðîåêòèðîâàíèå è ðàñ÷åò ñèëîâîé îáîëî÷êè êîðïóñà 99

Òàáëèöà 5.4

Ðàñïðåäåëåíèå òîëùèíû çàäíåãî äíèùà è äåéñòâóþùèõ â íåì íàïðÿæåíèé ïî îñè

âðàùåíèÿ

z, ìì 0,0 2,63 5,25 7,88 10,52 13,15 15,80 18,46 21,12 23,18

h, ìì 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6

, ÌÏà 954 955 956 956 957 957 958 958 959 959

z, ìì 26,51 29,22 31,95 34,70 37,48 40,27 43,09 45,95 48,84 51,74

h, ìì 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,7 2,7 2,7 2,7

, ÌÏà 959 959 959 959 959 959 959 958 958 958

z, ìì 54,68 57,67 60,69 63,74 66,85 70,01 73,20 76,44 79,75 83,11

h, ìì 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7

, ÌÏà 957 956 955 955 954 953 951 950 949 947

z, ìì 86,51 90,00 93,56 97,16 100,8 104,6 108,4 112,4 116,4 120,5

h, ìì 2,7 2,7 2,7 2,8 2,8 2,8 2,8 2,8 2,8 2,8

, ÌÏà 945 943 941 939 937 934 932 929 925 922

z, ìì 124,7 129,0 133,4 138,0 142,6 147,4 152,2 157,2 162,4 167,7

h, ìì 2,8 2,8 2,9 2,9 2,9 2,9 2,9 2,9 3,0 3,0

, ÌÏà 919 915 911 906 901 897 891 885 879 872

z, ìì 173,1 178,7 184,5 190,4 196,5 202,8 209,3 216,0 222,8 230,0

h, ìì 3,0 3,0 3,1 3,1 3,1 3,2 3,2 3,2 3,3 3,3

, ÌÏà 866 858 850 842 832 823 813 801 790 777

z, ìì 237,3 244,9 252,8 260,9 269,3 278,1 287,1 296,6 306,5 317,0

h, ìì 3,4 3,4 3,5 3,6 3,7 3,8 3,9 4,0 4,1 4,3

, ÌÏà 764 750 735 719 701 683 663 643 621 598

z, ìì 327,6 333,5 338,9 343,9 348,5 352,8 356,9 360,6 364,1 367,5

h, ìì 4,5 4,5 4,7 4,8 4,9 5,0 5,1 5,3 5,4 5,6

, ÌÏà 574 558 542 525 509 493 476 460 443 427

z, ìì 370,6 373,5 376,2 378,8 381,2 383,4 385,5 387,4 389,2 390,8

h, ìì 5,8 6,0 6,2 6,5 6,7 7,1 7,4 7,8 8,3 8,9

, ÌÏà 410 393 376 359 342 324 306 287 267 248

z, ìì 392,3 393,6 394,8 395,8 396,7 397,3

h, ìì 9,7 10,6 11,9 13,8 16,9 24,0

, ÌÏà 227 205 182 156 126 88

Ðèñ. 5.3. Ðàñïðåäå

ëåíèå âäîëü îñè

âðàùåíèÿ íàïðÿæå

íèé, äåéñòâóþùèõ â

àðìèðóþùèõ íèòÿõ.

1 — â ñïèðàëüíûõ ñëî

ÿõ ïåðåäíåãî äíèùà;

2 — â ñïèðàëüíûõ ñëî

ÿõ çàäíåãî äíèùà; 3 —

â êîëüöåâûõ ñëîÿõ íà

öèëèíäðè÷åñêîé ÷àñòè.

Ìîæíî âèäåòü, ÷òî ìàêñèìóì íàïðÿæåíèé â ñïèðàëüíûõ ñëîÿõ

àðìèðóþùèõ íèòåé ðåàëèçóåòñÿ â îêðåñòíîñòè ýêâàòîðà ïåðåäíåãî

äíèùà (êðèâàÿ 1) è ñîñòàâëÿåò 1632 ÌÏà, à íàïðÿæåíèÿ â îêðåñòíîñòè

ýêâàòîðà çàäíåãî äíèùà íà 30 % ìåíüøå è äîñòèãàþò âåëè÷èíû

954 ÌÏà. Íàïðÿæåíèÿ â ñïèðàëüíûõ ñëîÿõ àðìàòóðû íà öèëèíäðè÷å

ñêîì ó÷àñòêå ñèëîâîé îáîëî÷êè, ðàñïðåäåëåíèå êîòîðûõ íà ðèñ. 5.3 íå

ïðèâåäåíî, èçìåíÿþòñÿ â äèàïàçîíå îò 954 äî 1632 ÌÏà. Íàïðÿæåíèÿ

â êîëüöåâûõ àðìèðóþùèõ ñëîÿõ èçìåíÿþòñÿ ïî ëèíåéíîìó çàêîíó îò

1773 äî 1781 ÌÏà. Òàêèì îáðàçîì, ìèíèìàëüíûé çàïàñ ïðî÷íîñòè ïî

ðàñ÷åòíîé íàãðóçêå n

ñîñòàâëÿåò:

— â ñïèðàëüíûõ ñëîÿõ ïåðåäíåãî äíèùà n

= 1800/1632 = 1,1;

— â ñïèðàëüíûõ ñëîÿõ çàäíåãî äíèùà n

= 1800/954 = 1,9;

— â êîëüöåâûõ ñëîÿõ n

= 1800/1781 = 1,01.

Â çàêëþ÷åíèå îöåíèì æåñòêîñòíûå õàðàêòåðèñòèêè ïðîåêòèðóå-

ìîé êîíñòðóêöèè. Â ñîîòâåòñòâèè ñ ôîðìóëàìè (5.28) âû÷èñëèì æå-

ñòêîñòè öèëèíäðè÷åñêîé ÷àñòè êîíñòðóêöèè, ïðèíÿâ óãîë àðìèðîâà-

íèÿ ïîñòîÿííûì ïî äëèíå è ðàâíûì óãëó àðìèðîâàíèÿ íà ýêâàòîðå

çàäíåãî äíèùà:

BEh s

cïa

ño j ,

BEh

cïa

ñîs jjsin ,

BEh Eh

cïa

aê

sin j .

Îñåâàÿ è îêðóæíàÿ îòíîñèòåëüíûå äåôîðìàöèè öèëèíäðè÷å

ñêîé ÷àñòè

ïðè ýêñïëóàòàöèîííîì äàâëåíèè

ýêñïë

= 56,

ÌÏà

îïðåäåëÿþòñÿ ïî ôîðìóëàì (5.29):

056 684

0 5 28364 8 4954 7

10165 8 28364 8 4954

=⋅⋅

⋅−

,,,

0013=

056 684

10165 8 0 5 4954 7

10165 8 28364 8 4954

=⋅⋅

−⋅

⋅−

,, ,

0011=

Ìàêñèìàëüíîå ðàäèàëüíîå ïåðåìåùåíèå áàëëîíà w è îñåâîå óä

ëèíåíèå è åãî öèëèíäðè÷åñêîé ÷àñòè äëèíîé l

= 2420 ìì îïðåäåëÿ

þòñÿ ïî ôîðìóëàì (5.30):

w = 0,011 × 684 = 7,5 ìì, u = 0,013 × 2420 ìì.

100 Ãëàâà 5